基于物聯網的冷鏈物流保鮮平臺發展趨勢研究

虞新新 （廣東信源物流設備有限公司，廣東 廣州 510507）

在物質生活水平不斷提高的環境下，人們對于食品安全健康越來越重視[1]，而制約著食品健康發展的重要因素就是關于食品的保鮮，冷鏈物流的發展在解決保鮮的問題上打開了新思路[2]；在信息產業第三次浪潮中，物聯網與冷鏈物流的結合使得產品更加透明、安全、智能，真正做到了產品動態信息可朔源化，增加了顧客對所購產品信息的了解及選擇的自由[3]；物聯網信息平臺的搭建促進了食品安全的發展，數據的及時共享。

1 冷鏈物流的發展

近年來，我國冷藏冷凍食品每年增產約10%，各地政府和企業開始有意識把冷鏈物流作為市場“藍海”去培育和開拓，商機逐漸顯露[4]。但是因冷鏈物流基礎設施不足等因素影響，給我國每年造成千億元損失。對比國內外冷鏈物流的發展，我國還處于技術落后、管理水平低、缺乏專業人才的局面。但是，近年來政府采取相對舉措積極支持冷鏈物流的發展，如中央一號文件多處涉及冷鏈物流政策、兩會聲音鼓勵冷鏈物流創新、天津財政扶持冷鏈物流項目、海口大力新建農產品冷鏈物流等，這些舉措加快了國內冷鏈的發展[5]。

農產品冷鏈物流裝備主要包括5個環節：預冷環節、貯藏環節、運輸環節、銷售環節、配送環節（即工廠—倉庫—配送—客戶間的商品流通環節），其中工廠和配送在冷鏈物流中起著關鍵性作用，因此把物聯網技術融合在這兩個環節，可以有效地加強運輸環節的監管作用，對物品信息實時掌握[6]。傳統冷鏈物流全過程如圖1所示。

對比研究國內外冷鏈物流運輸過程可以發現，目前國內主要劣勢在以下幾個方面[7]：

（1）配套基礎設施建設不健全。表現在保溫車保有量少設備技術落后、陳舊，缺乏嚴格規范的管理體系[8]，配送節點發展很不均衡。

（2）缺乏完整冷鏈體系。雖然擁有比較先進的整體設備，但是上下游銜接不暢，嚴重影響到運輸途中品質保鮮[9]；重視配套設施引進，忽視相關制度規范行業標準，造成產業的滯后性[10]。

（3） 缺乏相關人才的引進培養，企業發展的滯后。冷鏈物流的發展需要全面的人才，綜合分析每個節點存在的問題[10]，企業對于高水平人才的引進力度不夠，制約著企業創新能力和發展水平。

圖1

2 物聯網的發展

2.1 概念

通過射頻識別（RFID） (RFID+互聯網）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器、氣體感應器等信息傳感設備[11]，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡[12]。簡而言之，物聯網就是“物物相連的互聯網”[13]。

2.2 關鍵技術

物聯網的價值體現在讓物體更加智能，實現人與物的信息交流，全面感知，智能處理，實時共享，增強人的可操作性與監督[14]。對于企業來說可以通過物聯網及時獲取配送信息，建立大數據平臺，分析產品儲存、運輸、銷售環節信息作出最優決策，實現效益最大化，成本最小化；及時地了解客戶需求，作出改善、安排[15]；對于銷售來說可以通過物聯網建立的云端數據，快捷地了解貨架信息，食物品質，作出促銷處理；對于顧客來說，受益于物聯網最大之處就是對于所購食品信息溯源，方便快捷了解產地、運輸、品質等信息，增加銷售環節的透明度，做到信息公開化，選擇自由化[16]。

物聯網系統結構包括感知層、網絡層、智能運用層，每個層次都有自身的分工與對應的關鍵技術，掌握這些技術，是融合物聯網與冷鏈物流必要手段。各層次相關技術及互相關系如圖2所示：

圖2

3 物聯網在冷鏈物流中的應用

基于物聯網的農產品冷鏈物流，不僅借助物聯網技術實現了農產品信息采集、定位、跟蹤與追溯、監控等，解決了傳統冷鏈物流中存在各環節銜接不足、有質量問題的農產品無法追究是哪個環節責任等問題[16]，利用了信息共享數據庫平臺，可以從根本上解決了物流和信息流脫節的問題，使得農產品冷鏈物流各個環節信息在平臺上采集、存儲，傳輸、處理等，從而為市場提供準確有用的信息，并能夠將不同節點間所需的相關信息及時準確的傳遞給相關部門，進一步實現信息共享，從而降低冷鏈成本，減少農產品貨損及變質等問題，提高整個農產品冷鏈物流的效率與效益[17]。

3.1 平臺搭建

基于物聯網技術的冷鏈信息平臺集成了傳感器、RFID、電子標簽、無線移動的先進技術，建立了智能化物流配送網絡[17]。借助物聯網智能控制網絡，搭建瀏覽器/服務器模式管理平臺，利用C語言開發相關管理軟件，制作可以和云端同步的APP客戶端，實現相關工作人員利用手持終端及時上傳產品信息變化，利用射頻條形碼存儲來自云端的信息，正真意義上做到無論身處何處都能通過相關APP掃碼獲取來自云端的實時信息[18]，加強網絡模塊的搭建做到多種協議的支持，為用戶提供更多的選擇方案獲取信息，增強用戶自身體驗[19]。如圖3所示：

圖3

3.2 冷藏車儲方案設計

氣調保鮮試驗車內主要安裝溫濕度傳感器、信息采集裝置、GPS、GIS等傳感器，可以實時通過無線傳輸把監控得到的車輛位置信息、氣調車內環境信息發送到平臺的監控中心，完整的監控體系主要包括兩個部分，分別是車載終端和監控中心[20]，這兩個部分有著不同的技術分工[21]。車載終端利用自身搭建硬件平臺（GPS/GIS/傳感器）及時獲取動態的數據變化與車輛的環境信息，再由相應的車載終端控制器FPGA及時處理所收集到的信息，通過GPRS模塊與監控中心建立相應的連接，實現數據共享機制[22]。

車載終端與監控中心的職能分工不同，監控中心可以自動記錄來自車載終端上傳的數據，結合GIS技術，通過相應軟件實時顯示車輛運行的動態信息及車輛內環境數據變化，溫濕度等，管理人員可以根據數據分析車輛運行狀況及貨物保鮮品質，遠程監督物流運送環節，及時提醒指導車載終端作出相應控制[23]。

3.3 RFID工作方式

RFID是一種簡單的無線系統，只有兩個基本器件，該系統用于控制、檢測和跟蹤物體；將帶有溫濕度傳感器的RFID電子標簽，分別布置在氣調車內相應的位置，溫濕度傳感器會根據預先設置好的參數，定時、定點、按頻率采集相應的信息，存儲在電子標簽內[5]；RFID讀寫器根據用戶指令隨時讀取存儲在電子標簽內的數據，RFID通過搭載的無線網絡模塊把相應收集到的氣調箱內各種數據傳送到各節點（工廠、貯藏庫、配送站點）的讀寫器上，來自各網點數據匯集在一起上傳存儲在云端的服務器內，供企業瀏覽，加強對氣調運輸環節的管理。

用戶可以使用企業開發的APP客戶端獲取關注產品從工廠到配送之間任何一個環節采集的數據信息，增加產品的透明度。企業可以通過開發的軟件管理系統加強對氣調運輸環節監控，當氣調過程中出現溫度異常，控制室可以通過軟件推送信息給運輸人員采取措施，減少保鮮品質損失；很多運輸企業為了節約運輸成本，運輸途中擅自關閉氣調保鮮工作模式，銷售商可以通過物聯網實時監管并強制啟動保鮮模式，提醒運輸人員。如圖4所示：

圖4

3.4 物聯網在冷鏈物流方面的應用

3.4.1 物聯網增加加工環節可溯源性

將物聯網技術運用到植物生產管理中，可以有效地對植物相關信息（生長環境、溫度、濕度、光照等）全面追蹤和記錄。每個農作物一一匹配屬于自己的電子標簽，通過RFID技術對相關特征數據實時記錄儲存。農業部門對所收集的數據進行分析，改善培養環節，優化植物生長。傳統生產加工環節透明度不高，顧客對所購產品信息了解甚少，對發生的食品安全問題無法溯源，而物聯網技術的應用有效改善和解決了這一問題，無論是從植物成長、加工、運輸，還是銷售環節，客戶都可以通過訪問食物對應的電子標簽內容，詳細了解到產品的品質信息，真正做到問題的溯源；另一方面，加強信息公開化可以有效地加強冷鏈環節的自律行為，加強行業規范，積極引導冷鏈物流快速發展，解決食品安全問題。

3.4.2 物聯網加強倉儲物流配送的管理

將物聯網技術運用到倉儲物流配送中，可以合理地解決傳統倉儲配送管理中存在的問題：調度困難、貨物積壓、銷售網點資源分配不均、食物品質信息不清楚等。基于互聯網的倉儲物流配送結合RFID技術使用可以做到：貨物擺放情況有序分類；了解各網點貨物銷售情況，及時調貨、補貨；食品保鮮品質信息及時推送給銷售商，讓銷售商選擇合適的方式作出處理，促銷或者加工成罐頭；一定程度上節約了成本，實現效益最大化。車載動態系統模型的搭建，強化了物流運送環節動態信息的共享機制，使得物聯網下的冷鏈物流體系更加透明化，更加規范化。

3.4.3 物聯網提高冷鏈末端銷售水平

農產品末端銷售環節對食品保鮮品質有很大影響，銷售環境參數的設置直接影響到食品保鮮周期和健康安全；如荔枝氣調貯藏指標：環境溫度3～5℃，相對濕度90～95%RH，氧氣體積分數5%VOL，二氧化碳濃度3%～5%VOL；從這些參數可以看出對于每一種食物都有其最佳的貯存條件，可以通過相應傳感器監測周圍參數變化，并通過控制系統實施氣調保鮮，最大程度上保證銷售環節食物品質的新鮮；物聯網技術的應用可以更加便捷有效地管理食物銷售環節（銷售量、顧客偏好度、購買水平等），實時監控貨架信息，做到及時補貨、調貨，提高工作人員工作效率，減少勞動力成本，監管部門也可以通過遠程訪問數據監督食品安全。

3.4.4 物聯網加強企業自律能力

物聯網的使用使冷鏈物流體系更加透明公開，不僅是企業、政府甚至是消費者都能夠共享來自云端的數據，真正意義上做到了大數據共享模式。快速的互聯網訪問方式，更加便捷了解食物的各項指標信息。公開透明的第三方監督體系，規范了冷鏈物流行業的發展方向。物聯網技術融合下的平臺搭建，增加了食品安全性，可溯源性，降低了庫存水平，減少了企業成本。

4 結束語

我國作為農業大國，對于食品安全問題不容忽視，加強食品安全監督，建立完整的冷鏈物流體系是不可缺少的，冷鏈物流中的每個節點信息必須公開透明化，引入第三方監督體系；物聯網技術結合可以系統性彌補冷鏈物流過程中存在的不足之處。同時加強源頭管理，提高冷鏈意識，提高物流體系整合程度，協調上下游之間的冷鏈物流，加強冷鏈物流源頭的組織管理，建立相應的物聯網評價機制，不斷融合大數據平臺，這樣才能更加有效地推動行業發展創新，規范行業發展方向，真正意義上做到食品從加工—倉庫—配送—銷售環節可溯源追蹤，保證食品安全。